半挂车设计计算书

1、概述 半挂车，具有机动灵活、倒车方便和适应性好的特点，这种车可以提高装载量，降 低 运输成本，提高运输效率。由于装载量的不同要求，对于车架的承受载荷也有不同，该 半 挂车的轴距较大，因而对车架的强度与刚度的要求也较高。对车架的强度与刚度进行了 分 析计算。 ,所设计车架 半挂车参数表 序号 项目 参数 半挂车长 总宽 总高（空载） 半挂车 轴距 牵引销中心至1轴距离 1轴至II轴距离 II轴至III轴距离 轮距 1轴 II轴 III轴 前悬 /n I-7 |/ 丄 + ”一 FA 亠Of 后悬 半挂车一轴中心至支腿中心距离 2 货箱栏 板 内尺寸 参数 货箱栏板内尺寸 （mm） 长(mm) 宽

2、（mm） 高（mm） 本车架采用采平板式，为了具有足够的强度和刚度 材料选用Q235钢板，采 用焊接式结构。 总体布置 图1车架总体布置图 纵梁 纵梁是车架的主要承载部件，在半挂车行驶中受弯曲应力。为了满足半挂车公路运 输、 道路条件差等使用性能的要求，纵梁采用具有很好抗弯性能的箱形结构，纵梁断面如图 2 所示。上翼板是一块覆盖整个车架的大板，图中只截取一部分。 图2纵梁截面示意图 为了保证纵梁具有足够的强度，在牵引销座近增加了加强板；为减小局部应力集 中， 在一些拐角处采用圆弧过渡。在轮轴座附近也增加了加强板（图1中轮轴座 附近）。由于半挂 车较宽，为防止中间局部变形过大，车架的中间增加了倒

3、T形的纵梁加强板。 3部分加强板示意图 横梁 横梁是车架中用来连接左右纵梁，构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能及其 分 布直接影响着纵梁的内应力大小及其分布。本车架的19根横梁，主要结构形状为槽 形。 纵梁和横梁的连接 车架结构的整体刚度，除和纵梁、横梁自身的刚度有关外，还直接受节点连接刚度的影 响， 节点的刚度越大，车架的整体刚度也越大。因此，正确选择和合理设计横梁和纵梁的节 点 结构，是车架设计的重要问题，下面介绍几种节点结构。 一、横梁和纵梁上下翼缘连接(见图4 ( a)这种结构有利于提高车架的 扭转刚度， 但在受扭严重的情况下，易产生约束扭转，因而在纵梁翼缘处会出现较大内应力。 该

4、结 构形式一般用在半挂车鹅劲区、支承装置处和后悬架支承处。 产 ZZ71 厂 CZ2 - (b) 图4半挂车纵梁和横梁的连接 二、横梁和纵梁的腹板连接(见图4 ( b)这种结构刚度较差，允许纵梁截面产生 自由翘 三、横梁与纵梁上翼缘和腹板连接(见图4 的特点， 故应用较多。 四、横梁贯穿纵梁腹板连接(见图4 (d)这 种结构称为贯穿连接结构，是目前国内外广泛采 用的半挂车车架结构。它在贯穿出只焊接横梁腹 板，其上下翼板不焊接，并在穿孔之间留有间隙。 (c)这种结构兼有以上两种结构 微量位移，从而消除应力集中现象。但车架整体 扭转刚度较差，需要在靠近纵梁两端处加横梁来提高扭转刚度。 I 腹板承载

5、能力大，并且在偏载较大时，能使车架各处所产生的应力分布较均匀的特点。 强度计算 纵梁强度计算 车架纵梁及横梁均采用Q235,屈服点o =235 Mpa,伸长率6 =26% ,密度 P X 103kg/m3o Q235A具有良好的塑性、韧性、焊接性能和冷冲压性能，以及一定的强 度、良 好的冷弯性能。 轴荷分配 图5车架均布载荷图 如图 5所示，车架承受纵向单位线长度均 匀载荷 L 牵引销到中间车轴的距离（m） Lk中间车轴到车架尾部的距离（m） 笃W： Gk QaLa 6000 9- 84. 523 诃 N 13 FA牵引销所受力（N）； 后轴中心处所受力（N）； 空载: qaLa (La 2L

6、k) 2L 4523 13(132 3. 46) 28. 14 13 21959 36. 84103N 146. 393 103N 30. 153 1 03N Fb qaLa Fa 4523 满载 SaLa( La 2Lk) Gk G2L 400009. qa La8 3015313(13 23. 46) 2 8. 14 Fb qaLa Fa 30153 13 146393245. 596 103N在满载时进行纵梁的强度校核 支反力计算： G=40000 X =392000N q mg/ 21（ I为纵梁总长，取一根纵梁计算） q 15628. 97N M A 0f2* 12 q*l12/2

7、q*( I2 13)72 0 f2 116265 N f1 G/2 f2 75815 N 剪力的计算： CA 段：fs(x) qax (0 x 1.4) AB 段：fs(x) f1 qax (1. 4 x 8. 23) BD 段：fs(x) qa(l x) (8. 23 x 13) 弯矩的计算： CA 段：M (x) qx2/2 (0 x 1. 4) AB 段：M (x) f 1 (x 1) qx2 /2 (1. 4x8. 23) BD 段：M (x) q(l x)2/2 (8. 23 x 13) A点的最大弯矩： Maqx 2 / 27. 814kNm； 2 x)2 B点的最大弯矩： 260

8、. 393kNm； Mbq (I (11, 11 I 2)段上，则有: dM (xi) o dx x T 询融.9? qa M max qax2 /2 f 1 108. 071 KN mo 弯矩图 d (x qaX?/2 f 1 (x o 4. 86 m ID 通过计算, qaX f 1 0 15678.97 4. 852 /2 75815(4. 86 1) 可以画出车架纵梁的支反力、剪力、 6 r-u. uuu/o/om 6H 7 危险截面确定 由经验可知，纵梁的危险截面一般为变截面处 和最期bh -=U. UUU0400JZH1 OM 弯矩处6H通过结构图和计算可知距车架前端距离为 du

9、3 bh3 6H 鯛001323191 m3* 由此轲计算抗弯截面系数： 截面处的弯矩： 2 M fi (Lxl / 2 Mi=23439Nin M2=80718NmM3=108071 Nm 由弯曲 应力公式所计算出的弯矩分别计算各截面弯曲 应力 1= 2= 3= 剪切应力： 0.6 1 2h为腹板截面面积。 FS一2h -nt 9 - 7 rrz in - pt -I- fz Hr 5 JJ - / JUK 9 f/ II - -I- T 1 = I 2= I 3= 由于纵梁同时承受剪力和弯矩，所以其应力应按下面公式计算: 许用应力：8 nin2 式中：s材料屈服极限 ni 疲劳系数m二 取ni= n2动载系数门2二 取02= 所以可算出许用应力为：CT = 由第四强度理论，分别校核各个截面的强度： 截面 1: 2 3 2 42. 862 3 29. 492 66. 68KPa 截面 2： cf 二W 0 截面 3： a 二W a 通过上述计算，纵梁强度符合要求。 4回转半径设计 该车距前1400,宽度2500,故回转半径R= ( 14002+12502) 1/2=1876mm 满足挂车要求。 5间隙半径设计 该车 r二6830-4200二2630mm 允许后悬为 L二(26 30-12502) ,/2=231 3mm 满足牵引车要